KR100655154B1 - 프로브 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프로브 및 그의 제조방법에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 본체(11)의 상부면으로부터 일정한 크기와 깊이로 하향 요입되게 하여 결합홈(12)을 형성하고, 결합홈(12)의 바닥면은 상기 본체의 저면에 이르는 부위는 도체로서 이루어지는 도전층(13)으로 형성하는 연결부(10)와; 상기 연결부(10) 저면의 도전층(13)으로부터 하향 돌출되게 구비되는 탐침부(20)로서 이루어지는 구성으로, 대량으로 제작이 가능하고, 다양한 전기적 신호 전달 구성(300) 즉 프로브 카드의 니들 등과 같은 구성과 손쉽게 결합 및 분리시킬 수 있도록 하여 교체가 용이토록 함으로써 비교적 저렴한 비용에 의해서 유지 보수를 가능케 하며, 또한 초정밀 미세 피치의 패턴 단자와도 정확한 접촉이 안정되게 유지되도록 하며, 이러한 접속을 장시간 견고하게 유지하면서 접촉 부위의 내구력이 증강되도록 하여 사용 수명이 대폭적으로 연장되게 함으로써 경제성과 함께 안정된 전기적 신호 전달 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.
프로브, 단자 접속, 내구력, 안정성
Description
도 1은 본 발명에 따른 프로브의 단면 구조도,
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 제1 결합부재를 제조하는 과정을 도시한 공정도,
도 3a 내지 도 3h는 본 발명의 제2 결합부재를 제조하는 과정을 도시한 공정도,
도 4는 본 발명에 따른 제1 결합부재와 제2 결합부재의 결합 구조를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 제1 결합부재와 제2 결합부재를 압착시킨 구조를 도시한 단면도,
도 6과 도 7은 본 발명의 제1 결합부재를 식각에 의해 패터닝한 구성을 도시한 단면도,
도 8은 도 7에서 제2 결합부재의 제2 기판을 제거시킨 상태를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 프로브를 프로브 카드의 니들에 결합시킨 상태를 예시한 사용상태도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 연결부
20 : 탐침부
100 : 제1 기판
130, 160, 250 : 어드히젼막(adhesion membrane)
140, 180, 270 : 솔더링막(soldering membrane)
150, 230, 240 : 도전막(electric conduction membrane)
200 : 제2 기판
본 발명은 프로브 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접촉 강도를 증강시켜 내구력이 우수하고, 교체가 용이하여 저렴한 유지 관리가 가능토록 하는 프로브 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 프로브(probe)는 단자에 전기적으로 접속하는 수단으로 구비되는 구성이다.
다시 말해 회로 패턴이 형성되어 있는 보드에 전기적 신호를 보내거나 보드로부터 전기적 신호를 전달받고자 할 때 보드에 형성한 단자와 접촉되도록 하는 구성이 탐침 즉 프로브이다.
이러한 프로브는 적용분야에 따라서 그 형상이 매우 다양하다.
프로브는 통상 웨이퍼에서의 반도체 검사 또는 LCD 패널의 검사에 이용되는 프로브 카드에 가장 많이 사용된다.
반도체 및 LCD 검사에 적용되는 프로브는 주로 프로브 카드에서 와이어 타입 또는 블레이드 타입의 니들로서 사용하고 있다.
특히 최근의 반도체 및 LCD에서의 회로 패턴이 대단히 미세해지면서 고집적 및 고밀도화되는 추세이므로 가공성 한계에 부딪혀 현재는 니들의 형상 또한 와이어 타입에서 블레이드 타입으로 변하고 있다.
여기서의 가공성 한계란 종전의 와이어 타입에서의 니들은 기계적 가공에 의해서 제작되므로 기계적 가공에 의해서 최대한 줄일 수 있는 니들의 직경은 한계가 있다.
따라서 더욱 고집적 및 고밀도화 되어 가는 반도체 및 LCD의 회로 패턴에 와이어 타입의 니들은 적절히 대응할 수가 없다.
이에 비해 블레이드 타입의 니들은 반도체 제조에 응용되는 박막 패턴 공정인 식각 공정을 이용하므로 대단히 미세한 사이즈로서 많은 수의 니들을 동시에 제작할 수가 있어 최근의 니들 제작에 주로 사용되고 있다.
하지만 블레이드 타입의 니들은 장시간 사용하다 보면 단자와 지속적으로 접촉하면서 접촉 단부가 변형 또는 손상되어 사용이 불가한 상태가 되기도 하므로 사용 수명이 짧고, 니들을 낱개로 교체하기 용이치 않아 유지 관리가 비경제적인 문제가 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 다른 구성과의 결합 및 분리가 용이토록 하여 교체의 편의와 함께 유지 관리 비용을 최소화할 수 있도록 하는 프로브 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 단자와의 접촉 강도를 증강시켜 더욱 안정된 접촉을 유지할 수 있도록 하는 프로브 및 그의 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본체의 상부면에는 소정의 크기와 깊이로 하향 요입되게 하여 결합홈을 형성하고, 결합홈의 바닥면으로부터 상기 본체의 저면에 이르는 부위는 도체로 이루어지는 도전층인 연결부와; 상기 연결부 저면의 도전층으로부터 하향 돌출되게 구비되는 탐침부로서 이루어지도록 하는 구성이다.
상기한 구성의 프로브는 제1 기판의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크를 형성하고, 상기 포토 마스크를 이용하여 상기 제1 기판을 식각하여 트랜치를 형성하는 단계와; 상기 제1 기판의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크를 제거하고, 상기 트랜치를 형성한 제1 기판의 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제1 어드히젼막을 증착하는 단계와; 상기 제1 어드히젼막의 상부로 제1 솔더 링막을 소정의 두께로서 도금하는 단계와; 상기 제1 솔더링막의 상부로 금속의 제1 도전막을 도금하는 단계와; 화학적 기계적 연마에 의해서 트랜치 부위의 상기 제1 도전막과 함께 트랜치 부위의 외측으로 상기 제1 기판이 동시에 노출되도록 평탄화하는 단계와; 평탄화한 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제2 어드히젼막을 증착하여 제1 결합부재가 구비되도록 하는 단계와; 제2 기판의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크를 형성하고, 상기 포토 마스크를 이용하여 제2 기판을 식각하여 소정의 크기와 깊이로 식각홈을 형성하는 단계와; 상기 제2 기판의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크를 제거하고, 식각홈을 포함하는 표면으로 미세한 두께로서 산화막을 형성하는 단계와; 상기 산화막의 상부로 고강도의 재질로 이루어지는 제2 도전막을 도금에 의해 증착하는 단계와; 상기 제2 도전막의 상부로 제3 도전막을 도금에 의해 증착하는 단계와; 화학적 기계적 연마에 의해서 제3 도전막과 함께 그 외측에서 제2 기판이 노출되도록 평탄화하는 단계와; 평탄화한 표면에 소정의 두께로서 서퍼터링에 의해 제3 어드히젼막을 증착하는 단계와; 상기 제3 어드히젼막의 상부로 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크를 형성하고, 상기 포토 마스크의 상부로 제3 솔더링막을 소정의 두께로서 도금에 의해 증착시키는 단계와; 세정액을 이용하여 상기 포토 마스크가 제거되도록 하면서 상기 포토 마스크의 상부에 증착되어 있는 제3 솔더링막은 제거되게 함으로써 상기 제3 도전막의 상부에만 제3 솔더링막이 증착되게 하여 제2 결합부재가 구비되도록 하는 단계와; 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재에서 각각 상기 제2 솔더링막과 상기 제3 솔더링막을 형성한 일측면간을 상호 밀착시켜 열압착에 의해 견고하게 결합 되도록 하는 단계와; 상호 결합된 상기 제1 결합부재와 제2 결합부재에서 상기 제1 결합부재의 결합면과 대응되는 면으로 포토리소그라피 공정과 식각 공정을 이용하여 상기 제1 결합부재의 상기 제1 어드히젼막을 에칭 정지층으로 하여 상기 제1 기판을 건식 식각함으로써 결합홈을 형성하는 단계와; 상기 제1 기판에 형성한 결합홈과 동심원상으로 그 외측에 상기 제2 어드히젼막을 에칭 정지층으로 하여 소정의 두께로 건식 식각하는 단계와; 결합된 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재를 에칭액에 담가 노출된 상기 제2 어드히젼막과 상기 제3 어드히젼막이 제거되면서 상기 제1 기판의 외측에 잔존하는 제1 기판이 제거되도록 하는 단계와; 상기의 단계를 거친 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재의 결합 구조물을 다른 에칭액에 담가 상기 제2 도전막을 감싸고 있는 산화막이 제거되게 함으로써 제2 기판이 제거되도록 하는 단계로서 이루어지도록 하는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 프로브를 도시한 것으로서, 본 발명의 프로브는 크게 연결부(10)와 탐침부(20)가 일체로 결합되는 구성이다.
연결부(10)는 다시 본체(11)의 상부면으로부터 일정한 크기와 깊이로 하향 요입되게 하여 결합홈(12)을 이루고, 이 결합홈(12)의 바닥면은 본체(11)의 저면에 이르는 부위를 도체로서 형성되도록 하여 도전층(13)을 이루는 구성이다. 이때의 본체(11)는 미세한 크기로의 결함홈(12)을 형성해야 하므로 이러한 미세 가공이 용이한 재질을 사용하는 것이 바람직한 바 본체(11)의 재질로서는 현재 가장 많이 사용되고 있는 특히 반도체 분야에서 주로 사용되는 실리콘 기판으로 이루어지도록 하는 것이 가장 바람직하다.
연결부(10)의 도전층(13)은 결함홈(12)의 바닥면을 이루는 구성으로서, 결함홈(12)의 바닥면으로부터 본체(11)의 저면에 이르는 두께가 도체로서 이루어지도록 하는 구성이다. 이때의 도전층(13)은 특히 전도성이 좋은 재질로서 이루어지도록 하며, 이런 도전층(13)을 이루는 주된 재질로는 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 등의 전도성이 좋은 금속을 사용한다.
연결부(10)와 함께 본 발명을 이루는 구성인 탐침부(20)는 연결부(10)의 도전층(13) 저면에서 소정의 높이로 하향 돌출되게 구비되는 구성이다. 특히 연결부(10)는 연결부(10)의 도전층(13)과 통전이 양호하게 이루어져야 하는 동시에 단자와의 지속적인 접촉이 이루어지는 구성이므로 전도성과 함께 강도면에서 보다 강한 재질로서 형성되게 하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 탐침부(20)를 이루는 재질로는 Ni-w 이 대표적이며, 그 외의 다양한 합금으로도 사용이 가능하다.
한편 탐침부(20)는 도전층(13)의 저면에서 중심부에 형성되게 할 수도 있고, 일측으로 편심 위치시켜 형성되게 할 수도 있으며, 특히 평단면적이 상부로부터 하부로 점차 좁아지도록 하면서 하단부는 단자와 선접촉되도록 하는 것이 가장 바람직하다.
이와 같은 구성의 프로브는 다음과 같은 과정을 통해 제조된다.
본 발명의 프로브 제작을 위해서는 우선 연결부(10)를 형성하기 위한 제1 결합부재와 탐침부(20)를 형성하기 위한 제2 결합부재를 각각 제작해야 한다.
각 결합부재의 제작을 위해서는 별도의 제1 기판(100)과 제2 기판(200)이 필요하다.
이때의 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 실리콘 기판을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
제1 결합부재와 제2 결합부재 중 제1 결합부재는 도 2a 내지 도 2h에 의해서 제작된다.
즉 일정한 사이즈로 마련되는 제1 기판(100)의 상측 표면에 포토레지스트를 도포한 후 현상과 노광에 의한 포토리소그라피 공정을 이용하여 도 2a에서와 같이 포토 마스크(110)를 형성하고, 이 포토 마스크(110)를 이용하여 제1 기판(100)을 소정의 깊이와 크기로서 식각한다.
제1 기판(100)의 식각은 건식 식각으로 이루어지도록 하는 것이 가장 바람직하며, 이러한 식각에 의해서 제1 기판(100)의 상부면에는 소정의 크기와 깊이를 갖는 트랜치(trench, 120)가 형성된다.
트랜치(120)를 형성한 후 제1 기판(100)에 남아있는 포토 마스크(110)는 세정에 의해서 제거되도록 하고, 트랜치(120)가 형성된 제1 기판(100)의 상부면에는 도 2b에서와 같이 표면을 따라 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제1 어드히젼막(adhesion membrane, 130)이 증착되도록 한다.
상부 표면에 증착된 어드히젼막(130)의 상부에는 다시 도 2c와 도 2d에서와 같이 제1 솔더링막(soldering membrane, 140)과 제1 도전막(electric conduction membrane, 150)이 일정한 두께로서 차례로 도금에 의해서 적층되도록 한다.
제1 기판(100)의 표면에 처음 도포되는 제1 어드히젼막(130)은 제1 기판(100)에 직접 솔더링을 위해 사용되는 금속이 잘 접착되지 않기 때문에 제1 솔더링막(140)의 안정된 증착을 위해서 증착시키게 되는 것이다.
제1 어드히젼막(130)으로서 사용하기 위한 막질 재질로는 금(Au)을 주로 사용하며, 제1 솔더링막(140)은 Au-Sn, Pb-Sn 등을 주로 사용한다.
한편 제1 도전막(150)으로는 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 등의 다양한 재질을 사용할 수가 있으며, 이들의 결합 구성인 합금을 사용할 수도 있다.
이렇게 제1 기판(100)에 형성한 트랜치(120)를 포함한 상부의 표면으로 제1 어드히젼막(130)과 제1 솔더링막(140)과 제1 도전막(150)이 차례로 증착되면 이들을 화학적 기계적 연마 설비(CMP)를 이용하여 표면을 도 2e와 같이 평탄화시킨다.
이때의 평탄화 정도는 트랜치(120)의 내부에 채워지는 제1 도전막(150)과 함께 트랜치(120)의 외부측 제1 기판(100)이 동시에 노출되는 정도로 평탄화가 이루어지도록 한다.
평탄화시킨 표면에는 다시 미세한 두께로 서퍼터링에 의해서 도 2f에서와 같이 제2 어드히젼막(160)이 증착되게 하여 본 발명의 연결부(10)를 이룰 제1 결합부재를 완성한다.
제1 결합부재는 최상부로 제2 어드히젼막(160)만을 증착시키는 구성으로 형성되게 할 수도 있으나 도 2g에서와 같이 제2 어드히젼막(160)의 상부로 포토레지스트를 도포하여 현상과 노광에 의해 제2 어드히젼막(160)의 상부면 일부가 노출되 게 패터닝하여 포토 마스크(170)가 형성되도록 하고, 이 포토 마스크(170)의 상부로 제2 솔더링막(180)을 증착시키게 되면 도면에서와 같이 포토 마스크(170)에는 도금이 이루어지지 않으면서 제2 어드히젼막(160)의 상부면 일부가 노출된 부위에만 도금층이 채워지면서 제2 솔더링막(180)이 형성되게 할 수도 있다.
제2 솔더링막(180)이 증착되면 된 포토 마스크(170)를 세정액을 이용하여 제거하여 제2 어드히젼막(160)의 상부에는 도 2h에서와 같이 필요로 하는 최소한의 크기로 제2 솔더링막(180)이 구비되도록 하는 구성으로 제1 결합부재가 구비되게 하는 것도 바람직하다.
제1 결합부재와는 별도로 제작되는 제2 결합부재 또한 제1 결합부재를 제작하는데 사용되는 제1 기판(100)과 동일한 사이즈의 제2 기판(200)을 이용해서 도 3a 내지 도 3h의 과정을 통해 제작되도록 한다.
제1 기판(100)과 동일한 사이즈로 마련되는 제2 기판(200)의 상부 표면에는 도 3a에서와 같이 포토레지스트를 도포한 후 현상과 노광에 의한 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(210)를 형성하고, 이 포토 마스크(210)를 이용하여 제2 기판(200)의 일부를 소정의 깊이로서 식각한다.
이때의 식각은 제1 기판(100)에서 트랜치(120)를 형성하기 위한 건식 식각과는 달리 습식 식각으로 이루어지도록 하여 식각홈이 하부로 점차 내경이 축소되는 형상으로 형성되도록 한다.
식각홈이 형성된 제2 기판(200)은 세정액을 사용하여 제2 기판(200)에 남아있는 포토 마스크(210)를 제거하고, 포토 마스크(210)가 제거된 제2 기판(200)의 표면과 함께 식각홈의 내주면을 따라 도 3b에서와 같이 일정한 두께로서 산화막(220)이 형성되도록 한다.
산화막(220)의 상부로는 다시 도금에 의해서 도 3c와 도 3d에서와 같이 제2 도전막(230)과 제3 도전막(240)이 순차적으로 증착되도록 한다.
이때의 제2 도전막(230)은 특히 전도성이 양호하면서 접촉 충격에 강한 강도를 갖는 재질로서 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 재질로서는 Ni-w, Cu-w 등을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 그리고 제3 도전막(240)은 제2 도전막(230)과 마찬가지이나 전도성만 양호하면 굳이 강도에는 제한이 없으므로 제1 연결부재에서의 제1 도전막(150)과 같이 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 등으로 형성되도록 한다.
이와 같이 제2 도전막(230)과 제3 도전막(240)이 증착되면 도 3e에서와 같이 화학적 기계적 연마 설비(CMP)에 의해서 표면 평탄화가 이루어지도록 한다.
이때의 평탄화는 식각홈에 채워진 산화막(220)과 제2 도전막(230)과 제3 도전막(240) 및 그 외측의 제2 기판(200)이 동시에 노출되는 정도로서 이루어지도록 한다.
평탄화한 제2 기판(200)의 상부면에는 도 3f에서와 같이 서퍼터링에 의해 미세한 두께로 제3 어드히젼막(250)을 증착하고, 제3 어드히젼막(250)의 상부에는 도 3g에서와 같이 포토레지스트를 도포한 후 현상과 노광을 하는 포토리소그라피 공정을 통해 패터닝된 포토 마스크(260)가 증착되도록 한다.
이때의 포토 마스크(260)는 제2 도전막(230)의 직상부가 오픈되는 형상으로 패턴이 이루어지고, 이러한 포토 마스크(260)의 상부로 제3 솔더링막(270)을 도금하게 되면 포토 마스크(260)의 상부면으로는 도금층이 형성되지 않으므로 제2 도전막(230)의 일부 오픈된 부위에만 제3 솔더링막(270)이 채워지게 된다.
포토 마스크(260)의 오픈된 부위와 함께 상부로 제3 솔더링막(270)이 증착되도록 한 후 세정액을 사용하여 포토 마스크(260)를 제거하게 되면 제3 어드히젼막(250)의 상부에는 도 3h에서와 같이 제2 도전막(230)의 크기로 제3 솔더링막(270)만이 남게 된다.
이로서 차후 본 발명의 탐침부(20)를 이룰 제2 결합부재가 완성된다.
한편 제2 결합부재에서 구비되는 제3 어드히젼막(250)과 제3 솔더링막(270)은 제1 기판(100)에서의 제1 어드히젼막(130)과 제2 어드히젼막(160) 및 제1 솔더링막(140)과 제2 솔더링막(180)의 재질과 동일 내지는 유사한 재질로서 사용하도록 한다.
이렇게 해서 각각 완성된 제1 연결부재와 제2 연결부재는 도 4에서와 같이 제1 연결부재측 제2 어드히젼막(160)에 제2 연결부재측의 제3 솔더링막(270)이 서로 밀착되게 한 상태에서 가열압착시켜 상호 견고하게 결합되게 한다.
제1 연결부재와 제2 연결부재를 결합시킨 상태에서 도 5에서와 같이 상측에 구비되는 제1 연결부재의 제2 연결부재와 결합되는 결합면에 대응하는 제1 기판(100)의 상부면으로 포토리소그라피 공정과 에칭 공정에 의해서 제1 결합부재의 트랜치(120)에 증착시킨 제1 어드히젼막(130)을 에칭 정지층으로 하여 제1 기판(10)을 식각한다.
제1 기판(100)의 식각에 의해서 제1 기판(100)에는 소정의 크기로 상향 개방시킨 홈을 형성하게 되는데 이 홈이 차후 본 발명의 결합홈(12)을 이루게 된다.
그리고 제1 기판(100)에 형성한 결합홈(12)과 동심원상의 외측으로 제1 어드히젼막(130)의 외측단부보다는 더 외측으로 형성한 제1 기판(100)의 제2 어드히젼막(160)을 에칭 정지층으로 하여 다시 제1 기판(100)을 도 6에서와 같이 소정의 두께로 식각하도록 한다.
한편 제1 기판(100)에서의 결합홈(12) 형성 및 결합홈(12)의 외측으로 수행되는 식각은 제1 어드히젼막(130)과 제2 어드히젼막(160)을 에칭 정지층으로 사용하는 건식 식각에 의해서 이루어지도록 하는 것이 가장 바람직하다.
제1 결합부재의 제1 기판(100)을 식각한 제1 결합부재와 제2 결합부재의 결합 구조물은 어드히젼막만을 선택적으로 식각하도록 하는 에칭액에 담겨지게 함으로써 에칭액에 직접 접촉되는 제2 어드히젼막(160)과 제3 어드히젼막(250)의 접촉 부위가 제거되게 한다.
에칭액에 의해 제2 어드히젼막(160)과 제3 어드히젼막(250)을 식각하게 되면 제3 솔더링막(270)에 커버되는 부위간 남고 되는 동시에 제거되는 어드히젼막에 부착되어 있던 제1 기판(100)의 일부도 제거되면서 도 7에서와 같은 구성만 남게 된다.
다시 도 7의 제1 결합부재와 제2 결합부재의 결합 구조물을 산화막 제거용 에칭액에 재차 잠겨지도록 하면 도 8과 같이 제2 도전막(230)을 감싸고 있던 산화막(220)이 제거되면서 이 산화막(220)에 의해 부착되어 있던 제2 기판(200)이 제거 된다.
이렇게 해서 산화막(220)과 제2 기판(200)을 제2 결합부재로부터 제거시키게 되면 제2 결합부재에는 제2 도전막(230)과 제3 도전막(240)과 미세한 크기의 제3 어드히젼막(250) 및 제3 솔더링막(270)이 남게 되면서 본 발명의 탐침부(20)를 이루게 된다.
이와 같이 본 발명은 제1 결합부재에 의해서는 연결부(10)를 형성하고, 제2 결합부재에 의해서는 탐침부(20)가 형성되게 함으로써 도 9에서와 같이 연결부(10)측 결합홈(12)으로 프로브 기판의 니들 팁이나 그와 유사한 전기적 신호 전달 구성(300)의 끝단부가 결합되도록 하는 조립 구조로서 사용할 수가 있도록 한다.
따라서 본 발명은 전기적 신호를 전달하는 구성의 팁부에 손쉽게 교체가 가능하게 조립할 수가 있으며, 특히 결합홈(12) 사이즈를 신호 전달 구성의 팁부에 맞춤 결합되는 크기로 형성하게 되면 간단히 교체 및 조립이 가능한 작업의 편의를 제공하게 된다.
또한 단자 등과 지속적으로 접촉되는 탐침부(20)는 제2 도전막(230)을 통해 재질적으로 보다 강하게 이루어지게 함으로써 장시간 사용으로 인한 마모와 변형 등이 최소화되도록 하여 안정된 접속이 제공되도록 한다.
한편 상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있기는 하나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다는 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다.
따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특 허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 대량으로 제작이 가능하고, 다양한 전기적 신호 전달 구성(300) 즉 프로브 카드의 니들 등과 같은 구성과 손쉽게 결합 및 분리시킬 수 있도록 하여 교체가 용이토록 함으로써 비교적 저렴한 비용에 의해서 유지 보수를 가능케 하는 이점이 있다.
또한 본 발명의 프로브는 초정밀 미세 피치의 패턴 단자와도 정확한 접촉이 안정되게 유지되도록 하며, 이러한 접속을 장시간 견고하게 유지하면서 접촉 부위의 내구력이 증강되도록 하여 사용 수명이 대폭적으로 연장되게 함으로써 보다 안정된 전기적 신호 전달 기능을 수행할 수 있도록 한다.
특히 프로브 카드의 니들과 같은 전기적 신호 전달 구성(300)에 각각 결합시켜 사용하므로 비교적 고가의 전기적 신호 전달 구성(300)들을 교체할 필요없이 간단이 본 발명의 프로브만을 교체시키기만 하면 되므로 대단히 경제적인 효과를 제공한다.
Claims (12)
- 본체(11)는 상부면으로부터 일정한 크기와 깊이로 하향 요입되게 하여 결합홈(12)을 형성하고, 결합홈(12)의 바닥면은 상기 본체의 저면에 이르는 부위를 도체로서 이루어지도록 하여 도전층(13)으로 형성하는 연결부(10)와;상기 연결부(10) 저면의 도전층(13)으로부터 하향 돌출되게 구비되는 탐침부(20);로서 이루어지는 프로브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 본체(11)는 실리콘 기판으로 이루어지는 프로브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 도전층(13)은 주된 재질이 니켈(Ni), 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt) 중 하나로 이루어지는 프로브.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탐침부(20)는 상기 도전층(13)의 저면에서 중앙으로부터 일측으로 치우치게 하여 하향 돌출되도록 형성하는 프로브.
- 제1 기판(100)의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(110)를 형성하고, 상기 포토 마스크(110)를 이용하여 상기 제1 기판(100)을 식각하여 트랜치(120)를 형성하는 단계와;상기 제1 기판(100)의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크(110)를 제거하고, 상기 트랜치(120)를 형성한 상기 제1 기판(100)의 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제1 어드히젼막(130)을 증착하는 단계와;상기 제1 어드히젼막(130)의 상부로 제1 솔더링막(140)을 소정의 두께로서 도금하는 단계와;상기 제1 솔더링막(140)의 상부로 금속의 제1 도전막(150)을 도금하는 단계와;화학적 기계적 연마에 의해서 상기 트랜치(120) 부위의 상기 제1 도전막(150)과 함께 상기 트랜치(120) 부위의 외측으로 상기 제1 기판(100)이 동시에 노출되도록 평탄화하는 단계와;평탄화한 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제2 어드히젼막(160)을 증착하는 하여 제1 결합부재가 구비되도록 하는 단계와;제2 기판(200)의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(210)를 형성하고, 상기 포토 마스크(210)를 이용해서 상기 제2 기판(200)을 식각하여 소정의 크기와 깊이로 식각홈을 형성하는 단계와;상기 제2 기판(200)의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크(210)를 제거하고, 식각홈을 포함하는 표면으로 미세한 두께로서 산화막(220)을 형성하는 단계와;상기 산화막(220)의 상부로 고강도의 재질로 이루어지는 제2 도전막(230)을 도금에 의해 증착하는 단계와;상기 제2 도전막(230)의 상부로 제3 도전막(240)을 도금에 의해 증착하는 단계와;화학적 기계적 연마에 의해서 제3 도전막(240)과 함께 그 외측에서 상기 제2 기판(200)이 노출되도록 평탄화하는 단계와;평탄화한 표면에 소정의 두께로서 서퍼터링에 의해 제3 어드히젼막(250)을 증착하는 단계와;상기 제3 어드히젼막(250)의 상부로 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(260)를 형성하고, 상기 포토 마스크(260)의 상부로 제3 솔더링막(270)을 소정의 두께로서 도금에 의해 증착시키는 단계와;세정액을 이용하여 상기 포토 마스크(260)가 제거되도록 하면서 상기 포토 마스크(260)의 상부에 증착되어 있는 상기 제3 솔더링막(270)이 제거되게 함으로써 상기 제3 도전막(240)의 상부에만 상기 제3 솔더링막(270)이 증착되게 하여 제2 결합부재가 구비되도록 하는 단계와;상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재의 상기 제2 어드히젼막(160)과 상기 제3 어드히젼막(250)이 형성된 면간을 상호 마주보게 하면서 상기 제2 어드히젼막(160)에 상기 제3 솔더링막(270)이 밀착되어 열압착에 의해 견고하게 결합되도록 하는 단계와;상호 결합된 상기 제1 결합부재와 제2 결합부재에서 상기 제1 결합부재의 결합면과 대응되는 면으로 포토리소그라피 공정과 식각 공정을 이용하여 상기 제1 어드히젼막(130)을 에칭 정지층으로 하여 상기 제1 기판(100)을 건식 식각함으로써 결합홈(12)을 형성하는 단계와;상기 제1 기판(100)에 형성한 결합홈(120)과 동심원상으로 그 외측에서 상기 제1 어드히젼막(130)의 외측단부보다는 외측으로 상기 제2 어드히젼막(160)을 에칭 정지층으로 하여 상기 제1 기판(100)을 소정의 두께로 건식 식각하는 단계와;결합된 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재를 어드히젼막 식각용 에칭액에 담가 에칭액에 직접 접촉되는 상기 제2 어드히젼막(160)과 상기 제3 어드히젼막(250)이 제거되게 하면서 동시에 상기 제1 결합부재의 외측에서 상기 제2 어드히젼막(160)에 의해 지지되는 상기 제1 기판(100)의 일부가 제거되도록 하는 단계와;상기의 단계를 거친 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재의 결합 구조물을 산화막 식각용 에칭액에 담가 상기 제2 도전막(230)을 감싸고 있는 상기 산화막(220)이 제거되게 함으로써 동시에 제2 기판(200)이 제거되도록 하는 단계;에 의해서 제조되는 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)은 실리콘 기판으로 이루어지는 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)에 서퍼터링에 의해 증착시키게 되는 어드히젼막(130)(160)(250)은 막질 성분이 금(Au)으로 이루어지는 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)에 도금에 의해 증착되는 솔더링막(140)(180)(270)은 막질 성분이 Au-Sn 또는 Pb-Sn 중 하나인 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(200)에 도금에 의해 증착되는 도전막(150)과 제2 도전막(240)은 막질 성분이 니켈(Ni), 금(Au), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt) 중 하나인 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제1 기판(100)에 형성되는 트랜치(120)는 건식 식각에 의해서 형성되는 프로브 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 제2 기판(200)에 형성되는 식각홈은 습식 식각에 의해서 형성되는 프로브 제조 방법.
- 제1 기판(100)의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(110)를 형성하고, 상기 포토 마스크(110)를 이용하여 상기 제1 기판(100)을 식각하여 트랜치(120)를 형성하는 단계와;상기 제1 기판(100)의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크(110)를 제거하고, 상기 트랜치(120)를 형성한 상기 제1 기판(100)의 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제1 어드히젼막(130)을 증착하는 단계와;상기 제1 어드히젼막(130)의 상부로 제1 솔더링막(140)을 소정의 두께로서 도금하는 단계와;상기 제1 솔더링막(140)의 상부로 금속의 제1 도전막(150)을 도금하는 단계와;화학적 기계적 연마에 의해서 상기 트랜치(120) 부위의 상기 제1 도전막(150)과 함께 상기 트랜치(120) 부위의 외측으로 상기 제1 기판(100)이 동시에 노출되도록 평탄화하는 단계와;평탄화한 표면으로 미세한 두께로서 스퍼터링에 의해 제2 어드히젼막(160)을 증착하는 단계와;상기 제2 어드히젼막(160)의 상부에는 포토리소그라피 공정을 이용하여 상기 제2 어드히젼막(160)의 일부가 오픈되도록 포토 마스크(170)를 형성하는 단계와;상기 포토 마스크(170)의 상부로 제2 솔더링막(180)을 도금에 의해 증착시키는 단계와;세정액을 이용하여 상기 포토 마스크(170)를 제거하면서 제2 어드히젼막(160)의 상부에는 상기 포토 마스크(170)의 오픈되어 있던 부위에 채워진 제2 솔더링막(180)만이 남겨지도록 하여 제1 결합부재가 구비되도록 하는 단계와;제2 기판(200)의 표면에 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(210)를 형성하고, 상기 포토 마스크(210)를 이용해서 상기 제2 기판(200)을 식각하여 소정의 크기와 깊이로 식각홈을 형성하는 단계와;상기 제2 기판(200)의 표면에 남아있는 상기 포토 마스크(210)를 제거하고, 식각홈을 포함하는 표면으로 미세한 두께로서 산화막(220)을 형성하는 단계와;상기 산화막(220)의 상부로 고강도의 재질로 이루어지는 제2 도전막(230)을 도금에 의해 증착하는 단계와;상기 제2 도전막(230)의 상부로 제3 도전막(240)을 도금에 의해 증착하는 단계와;화학적 기계적 연마에 의해서 제3 도전막(240)과 함께 그 외측에서 상기 제2 기판(200)이 노출되도록 평탄화하는 단계와;평탄화한 표면에 소정의 두께로서 서퍼터링에 의해 제3 어드히젼막(250)을 증착하는 단계와;상기 제3 어드히젼막(250)의 상부로 포토리소그라피 공정을 이용하여 포토 마스크(260)를 형성하고, 상기 포토 마스크(260)의 상부로 제3 솔더링막(270)을 소정의 두께로서 도금에 의해 증착시키는 단계와;세정액을 이용하여 상기 포토 마스크(260)가 제거되도록 하면서 상기 포토 마스크(260)의 상부에 증착되어 있는 상기 제3 솔더링막(270)이 제거되게 함으로써 상기 제3 도전막(240)의 상부에만 상기 제3 솔더링막(270)이 증착되게 하여 제2 결합부재가 구비되도록 하는 단계와;상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재는 일측면간 상호 마주보게 하면서 상기 제2 솔더링막(180)과 상기 제3 솔더링막(270)이 상호 밀착되도록 하여 열압착에 의해 견고하게 결합되도록 하는 단계와;상호 결합된 상기 제1 결합부재와 제2 결합부재에서 상기 제1 결합부재의 결합면과 대응되는 면으로 포토리소그라피 공정과 식각 공정을 이용하여 상기 제1 어드히젼막(130)을 에칭 정지층으로 하여 상기 제1 기판(100)을 건식 식각함으로써 소정의 크기로 상향 개방되는 결합홈(12)을 형성하는 단계와;상기 제1 기판(100)에 형성한 결합홈(120)과 동심원상으로 그 외측에서 상기 제1 어드히젼막(130)의 외측단부보다는 외측으로 상기 제2 어드히젼막(160)을 에칭 정지층으로 하여 상기 제1 기판(100)을 소정의 두께로 건식 식각하는 단계와;결합된 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재를 어드히젼막 식각용 에칭액에 담겨지게 하여 에칭액에 직접 접촉되는 상기 제2 어드히젼막(160)과 상기 제3 어드히젼막(250)이 제거되게 하면서 동시에 상기 제1 결합부재의 외측에서 상기 제2 어드히젼막(160)에 의해 지지되는 상기 제1 기판(100)의 일부가 제거되도록 하는 단계와;상기의 단계를 거친 상기 제1 결합부재와 상기 제2 결합부재의 결합 구조물을 산화막 식각용 에칭액에 담가 상기 제2 도전막(230)을 감싸고 있는 상기 산화막(220)이 제거되게 함으로써 동시에 제2 기판(200)이 제거되도록 하는 단계;에 의해서 제조되는 프로브 제조 방법.
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